Мелкие вопросы по теории

Telek

Пытаюсь сделать некий девайс, который бы отключал насос при критическом(низком) уровне воды в колодце или по достижению заранее заданного уровня/выкачанного объема и т.д. В качестве датчика уровня воды провожу эксперименты с ультразвуковыми датчиками... Усиление сигнала(эха) от датчика производится через ОУ по вложенной схеме(только в несколько каскадов). О ОУ знаю только теоретически. Поэтому возник вопрос: мне нужно добиться минимум шума, т.к. усиление идет в большое число раз... Понимаю что коэффициент усиления ОУ зависит от пары резисторов(в данном случае на схеме от двух верхних), а как зависит уровень шума от их номиналов? т.е. например, для 1к и 100к = 101, но и для 10к и 1м тоже будет коэффициент усиления 101... как их правильно подбирать? т.е. какая пара более подходит?
И второй вопрос. если усиление производится в несколько каскадов, то как правильно сделать: все каскады с примерно одинаковым коэффициентом усиления или, например, первый побольше остальные поменьше?

Реклама

Roman Venom

Telek

ультразвуковыми датчиками...

Пьезодатчик? На схеме он изображен как пьзодатчик/кварцевый генератор.

Ещё основы про ОУ.
http://radiokot.ru/start/analog/basics/17/
А потом советую подчитать в книге: Хоровиц "Искусство схемотехники" том 1.

а как зависит уровень шума от их номиналов?

Это зависит от конкретного ОУ. В документации на него приводятся данные параметры.

Понимаю что коэффициент усиления ОУ зависит от пары резисторов(в данном случае на схеме от двух верхних)

Не всё так просто. Не даром на схеме стоит блокирующий конденсатор 0.01мкФ. А на практике, возможно, придётся ставить ещё конденсатор параллельно резистору Rf. В общем, советую почитать про ОУ и схемотехнику на их основе. Сами многое поймёте.

На что, кстати, планируется подавать выходной сигнал? На контроллер или реле?

И второй вопрос. если усиление производится в несколько каскадов, то как правильно сделать: все каскады с примерно одинаковым коэффициентом усиления или, например, первый побольше остальные поменьше?

Хозяин барин. Всё зависит от уровня сигнала датчика и что вы хотите получить на выходе.

Реклама

Telek

Roman Venom писал(а): Пьезодатчик? На схеме он изображен как пьзодатчик/кварцевый генератор.

MA40S4R ультразвуковой приемник 40кГц (схема из примеров с сайта muRata)

Roman Venom писал(а): На что, кстати, планируется подавать выходной сигнал? На контроллер или реле?

На контроллер. Потому как планируется возможность задавать "глубину" отсечки(как критическую - дно колодца(защита от опустошения колодца и работы насоса на сухую), так и промежуточную) или выбираемый кубометраж перед запуском насоса+ вывод остатка объема воды в колодце.

За ссылки спасибо, буду разбираться... Пока у меня на большом расстоянии помех много получается...

Roman Venom

Telek

MA40S4R ультразвуковой приемник 40кГц (схема из примеров с сайта muRata)

И какой у него уровень сигнала? Десятки/сотни микровольтов?

Пока у меня на большом расстоянии помех много получается...

Нужен стабилизированный источник питания. Это раз.
На большое расстояние используйте экранированный провод(с металл/медной оплёткой) диаметром не менее 0.3мм.

Реклама

Telek

Roman Venom писал(а): И какой у него уровень сигнала? Десятки/сотни микровольтов?

Десятки... от расстояния зависит("в упор" - может быть сотни, но меня интересует от 1.5м... а там уже слабый сигнал). Я пока тестирую до 4х метров( на длину комнаты)... по данным производителя датчик рассчитан на 0.2-4м. А мне нужно вытянуть до 8-9. Я думаю что это получится, т.к. в колодце замкнутое пространство, а значит как мне кажется потери должны быть меньше, плюс испытания с установкой типа "рупора" на приемнике и передатчике показывают существенное(в разы... 3-4раза) увеличение уровня сигнала. Правда требуется соблюсти соосность "рупоров".

Roman Venom писал(а): Нужен стабилизированный источник питания. Это раз.
На большое расстояние используйте экранированный провод(с металл/медной оплёткой) диаметром не менее 0.3мм.

Про расстояние - это я про расстояние до измеряемого объекта писал... при большом расстоянии - уровень эха(сигнала в приемнике) очень низкий, поэтому нужно хорошо усиливать... Вылезает помеха. Я сейчас использую TL084, т.к. у него верхняя частота достаточно высокая и я могу получить хороший коэффициент усиления(сигнал 40кГц). Но я так понимаю что это достаточно шумный ОУ для моего сигнала в 10-30мв и надо бы наверное перед ним поставить какой-нибудь с меньшим напряжением смещения и усилить в несколько раз(в разы) а потому уже с помощью TL084 усиливать дальше... У меня еще есть в запасе OP07, попробую им предусилить... или не стоит?

ЗЫ. Я сейчас пока бегло полистал Хорвица, возможный конденсатор параллельно Rf поможет уменьшить возбуждение ОУ при больших коэффициентах усиления? он высокую частоту мимо пропускает?

Реклама

Roman Venom

Telek

Десятки... от расстояния зависит("в упор" - может быть сотни, но меня интересует от 1.5м... а там уже слабый сигнал). Я пока тестирую до 4х метров( на длину комнаты)... по данным производителя датчик рассчитан на 0.2-4м. А мне нужно вытянуть до 8-9. Я думаю что это получится, т.к. в колодце замкнутое пространство, а значит как мне кажется потери должны быть меньше, плюс испытания с установкой типа "рупора" на приемнике и передатчике показывают существенное(в разы... 3-4раза) увеличение уровня сигнала. Правда требуется соблюсти соосность "рупоров".

Ну тут только толщину провода увеличивать...

У меня еще есть в запасе OP07, попробую им предусилить... или не стоит?

Не. Это ОУ общего назначения - аналог УД708(хоть в документации и значится как "прецезионный") В вашем случае его можно смело выкидывать на мусорку. Тут надо по крайней мере использовать ОУ NE5532, а в идеале OPA134. На последний привожу принтскрин из документации на вопрос про искажения.

Реклама

Telek

Roman Venom писал(а): Ну тут только толщину провода увеличивать...

Я так понимаю что тут мы опять друг друга не поняли. Сам датчик находится рядом с ОУ. т.е. линия связи с ним практически нулевая. Когда я говорил про расстояние - я говорил про измеряемое датчиком расстояние. Т.е. передатчик(Ультразвуковой передатчик тоже на 40кГц) посылает сигнал, он отражается и возвращается назад. Соответственно датчик(приемник) его получает, и ОУ усиливает. Чем больше расстояние до измеряемого объекта - тем слабее возвращается сигнал. Поэтому при больших расстояниях он ближе к шуму ОУ. Т.е. схема типа радара, в последствии(когда научусь усиливать сигнал) я планирую с помощью МК измерять время между посылкой-приемом и тем самым получать расстояние(в моем случае глубину) с коррекцией на температуру воздуха.

Roman Venom писал(а): Не. Это ОУ общего назначения - аналог УД708(хоть в документации и значится как "прецезионный") В вашем случае его можно смело выкидывать на мусорку. Тут надо по крайней мере использовать ОУ NE5532, а в идеале OPA134. На последний привожу принтскрин из документации на вопрос про искажения.

т.е. нужно подбирать ОУ по уровню шума? а напряжение смещения в данном случае не так важно? Я просто думал, что напряжения смещения это то напряжения в пределах которого сигнал не возможно отличить от нуля? или это не так... Ели можно, хотя бы в пару словах.
У меня еще MC33078 есть... я так понял, что он близок к opa134 по уровню шума.
ЗЫ. Может я сморозил глупость в вопросах, я на уровне профана в аналоговой технике...

Roman Venom

Telek

Я так понимаю что тут мы опять друг друга не поняли. Сам датчик находится рядом с ОУ. т.е. линия связи с ним практически нулевая. Когда я говорил про расстояние - я говорил про измеряемое датчиком расстояние. Т.е. передатчик(Ультразвуковой передатчик тоже на 40кГц) посылает сигнал, он отражается и возвращается назад. Соответственно датчик(приемник) его получает, и ОУ усиливает. Чем больше расстояние до измеряемого объекта - тем слабее возвращается сигнал. Поэтому при больших расстояниях он ближе к шуму ОУ. Т.е. схема типа радара, в последствии(когда научусь усиливать сигнал) я планирую с помощью МК измерять время между посылкой-приемом и тем самым получать расстояние(в моем случае глубину) с коррекцией на температуру воздуха.

Понял.

т.е. нужно подбирать ОУ по уровню шума?

По уровню шума, по степени искажения нВ/Гц и по напряжению которое выдаст ОУ на выходе. Те ОУ, что я привёл есть в продаже, относительно дёшевы и обладают хорошими параметрами. Что-то принципиально лучшее вы не найдёте.

а напряжение смещения в данном случае не так важно?

При однополярном питании важно. Конечно, лучше двухполярное. Но с однополярным жить можно. Обычный делитель напряжения. Средний вывод на ножку 3(неинвертирующий вход) ОУ. Почитайте про компенсированный делитель напряжения. Либо в той же книге. Либо в: Тице. Шенк "Полупроводниковая схемотехника". Там есть расчёты.

Я просто думал, что напряжения смещения это то напряжения в пределах которого сигнал не возможно отличить от нуля? или это не так... Ели можно, хотя бы в пару словах.

Напряжение смещения - значение напряжения, которое необходимо подать на вход ОУ, чтобы напряжение на его выходе было равно нулю.
Напряжение смещения можно вычислить, зная выходное напряжение при отсутствии напряжения на входе и коэффициент усиления.
Короче, подавая на неинв. вход ОУ при его неинв. включении 3В он будет отлично работать.

Fess

Уважаемые, а что будет если в комповом БП заменить вздувшийся конденсатор номиналом 470 мкФ 10 В на 470 мкФ 35 вольт? Будет ли он вести себя не как родной? Или ограничение напряжения для конденсатора на его качественные характеристики не влияет?

Если влезает, можно спокойно ставить, ничего плохого не случится.
Конденсаторы на большее напряжение даже предпочтительней ставить, будет только лучше.

Gudya

Здавствуйте!!, подскажите пожалуйста. Есть такая микросхема MC34063A у неё есть расчет параметров деталей обвязки, хотя она там и не большая (обвязка) и есть онлайн калькулятор для расчетов http://www.nomad.ee/micros/mc34063a/index.shtml но все таки хотелось бы знать что это за параметры такие
Vsat -Напряжение Насыщения выходного ключа.
Vf -Капля напряжения Форварда выпрямителя ringback следующий блок питания характеристик должен bechosen:

и где их посмотреть.
Спасибо.....

IfoR

Ну на счёт Vsat я так полагаю, это напряжение, которое нужно приложить к ключу (транзистору), что бы ввести его в режим насыщения, т.е. полностью открыть его.

Что второе, не знаю.

Meteor

Напряжение насыщения - напряжение на полностью открытом элементе (транзисторе)

Gudya

Meteor писал(а):Напряжение насыщения - напряжение на полностью открытом элементе (транзисторе)

это означает что Vsat=Vout или как??

нашел в другом даташите, более магко перевелось
VF = КАПЛЯ напряжения Форварда выбранного выходного выпрямителя

Meteor

Или как.
Это падение напряжения на полностью открытом транзисторе. Если речь идет о биполярном то напряжение коллектор - эмиттер, если о полевом, то сток-исток.

Gudya

Meteor писал(а):Или как.
Это падение напряжения на полностью открытом транзисторе. Если речь идет о биполярном то напряжение коллектор - эмиттер, если о полевом, то сток-исток.

ну так а если там не будет выходного каскада...., есть схемы которые собраны на одной микросхеме, без внешнего ключа. Откуда мне знать какой там внутри транзистор и какое у него Uкэн., в даташите о параметре внутреннего выходного транзистора ничего не написано...

Meteor

Зато написано в даташитах какой максимальный уровень лог 0 будет на выходе. Это и есть то самое напряжение. Если указано например что у ТТЛ на выходе напряжение лог 0 не выше 0,4 В, то этим и руководствуйтесь.

Gudya

спасибо...

Meteor

Не знаю- не было необходимости пользоваться слезами Форварда

Gudya

наверное нашел(в даташите)
VCE (SAT) 0.4 0.7
VFB 1.227 1.25 1.273

больше ничего похожего

еще вопрос, а по каким параметрам лучше считать мин. макс. или средним???